微囊藻毒素水處理方法研究初探

婁厚順

（中材科技股份有限公司 江蘇南京 210000）

引言

微囊藻毒素(Microcystins)是一類七肽單環物質，目前已知有80多種微囊藻毒素相似結構，其中Microcystins-LR被證實是一種強烈的肝臟腫瘤促進劑。微囊藻毒素產生于藍藻水華，它對水體環境和人群健康的危害已成為全球關注的重大環境問題之一[1-3]。目前對微囊藻毒素的研究以及實驗室去除方法較多[4]。微囊藻毒素在許多國家和地區飲用水中已經檢測出藻毒素。

1 微囊藻毒素的性質

微囊藻毒素性質穩定，在常規水體中降解速度較慢，存在時間最短數天，最長可至數周。在水體煮沸條件下不失活，不揮發，pH變化無影響，溶于水、甲醇或丙酮且水溶性大于1g/L。微囊藻毒素能耐300℃高溫，常規水處理工藝的混凝沉淀、物理過濾以及曝氣等都不能破壞其結構，真核生物和細菌肽酶也不能將其分解。因此其可在水生生物中富集，微囊藻毒素的去除難度大也正是由于其化學性質具有高穩定性的特點。

2 微囊藻毒素的毒害作用

2.1 微囊藻毒素對多種生物具有毒性作用

目前已經證實多種水生生物受到微囊藻毒素的毒性作用，比如魚類、蝦、螃蟹，螺類等。如果陸地上的生物直接接觸或飲用含有微囊藻毒素的水，也會出現中毒現象，嚴重的甚至在數小時以至數天內死亡。研究證明，中毒死亡主要是由于肝損傷，微囊藻毒素可以造成肝內出血甚至肝壞死。

2.2 微囊藻毒素對人體會產生毒性作用

微囊藻毒素對人體的危害主要表現在兩個方面：一個方面是直接接觸，另一個方面是飲用含有藻毒素的水源。當人體暴露在含有藻毒素的水體中，會引起皮膚不適、眼睛過敏、疲勞以及腸胃疾病，如果長期如此，甚至會引發皮膚癌。當人們飲用含有藻毒素的水源，最直接的危害就是引起人體肝臟酶學指標的波動和變化，即使藻毒素平均含量低于0.3g/L，也會引起肝臟酶學指標變化，從而對肝臟造成損傷，甚至導致肝癌的發生[5]。

3 飲用水中藻毒素含量標準

目前全世界只針對微囊藻毒素-LR制定了限量標準。加拿大健康組織的MC-LR限值最低為0.5 μg/L，世界衛生組織和我國環保總局的標準（GB3838-2002）規定的MC-LR限值均為1μg/L。

4 藻毒素水處理去除方法

4.1 化學氧化劑法

化學氧化劑可以直接作用于藻類，一般采用Cl2，O3，KMnO4和ClO2等氧化劑，如表1。化學氧化劑的去除藻類效果程度可排列如下:O3＞KMnO4＞ClO2＞Cl2。

表1 化學預氧化除藻效果

但是當藻類大量繁殖階段,采用化學預氧化手段除藻要謹慎。因為用氯或臭氧進行預氧化時，若投加量不恰當，以較低的水體需求量來投加氧化劑時，藻細胞如果破碎，藻細胞中的藻毒素會釋放到水體中，從而增加了水的致突變性。

4.2 生物降解法

生物降解也是藻毒素去除的主要途徑之一。當藻毒素處于厭氧環境中，再加入特定菌群就會加快藻毒素的分解速率。因為微囊藻毒素結構中的不飽和雙鍵容易被特定的細菌所分解。呂錫武[6]將含有MC-LR、MC-RR和MC-YR的原水倒入序批式生物膜反應器中，經過12個小時的反應時間，最終MC-LR、MCRR和MC-YR的去除率分別為86.2%、79.9%和87.1%，再經過24小時的反應時間，去除率超過90%，72小時過后檢測不到MC。另外，在自來水廠使用生物接觸氧化法可去除太湖原水中藻毒素含量的85%，從而提高出廠水的飲用安全性。

4.3 活性炭吸附法

目前研究活性炭吸附去除微囊藻毒素的案例非常多，因為活性炭投加方便且去除效果好。常用的活性炭濾料有兩種：分別為顆粒活性炭和粉末活性炭。在100ml含有藻毒素的溶液中加入0.5g的粉末活性炭，藻毒素的去除率超過95%。初始毒素濃度為28～65μg/L的水樣經顆粒活性炭吸附后，微囊藻毒素的含量低于檢測限。根據經驗，增加活性炭的投加量可提高去除率，但高密度的活性炭會使水體的濁度增大，影響水質。

結語

選用什么樣的方法去除微囊藻毒素要結合具體實際情況，化學氧化劑法中臭氧去除藻毒素效果最好，且沒有二次污染。生物降解法在自來水廠處理也可以取得比較好的除藻效果，活性炭吸附法不適用在水廠大規模投放，只適用于應急處理藻毒素。

[1]胡冠九，李娟，袁力等.固相萃取-高效液相色譜法測定水中微囊藻毒素質量控制指標研究 [J].環境監控與預警，2014，6（4）：13-16.

[2]王亞超，徐恒省，王國祥等.氮、磷等環境因子對太湖微囊藻與水華魚腥藻生長的影響[J].環境監控與預警，2013，5（1）：7-10.

[3]孔海南，王崇，何圣兵等.基于細胞自身特征的銅綠微囊藻比生長速率預測[J].環境監控與預警，2010，2（2）：1-6.

[4]黃成，邱劼婷，韶關市3座供水水庫藍藻種群及微囊藻毒素的季節變化[J].環境監控與預警，2018，10（1）:57-60，67.

[5]李天鳳，曹裕，唐松林等.微囊藻毒素-LR污染飲用水的健康風險及其機制[J].環境監控與預警，2013，5（5）：15-18.

[6]呂錫武,朱光燦.藻毒素在傳統凈水工藝中的去除特性[J].環境化學，2002，21（6）:584-589.